特開 2024-96644 推定装置、エネルギー貯蔵装置及び推定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024096644

(43)【公開日】2024-07-17

(54)【発明の名称】推定装置、エネルギー貯蔵装置及び推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/00 20060101AFI20240709BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240709BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20240709BHJP

   G06Q 50/06 20240101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H02J3/00 170

H02J3/38 170

H02J3/32

G06Q50/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023000294

(22)【出願日】2023-01-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 航大

(72)【発明者】

【氏名】熊澤 俊光

(72)【発明者】

【氏名】松永 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】浅田 隆利

(72)【発明者】

【氏名】久保田 雅之

【テーマコード（参考）】

5G066

5L049

5L050

【Ｆターム（参考）】

5G066AA03

5G066AE01

5G066AE03

5G066AE09

5G066HB07

5G066HB09

5G066JB03

5G066JB10

5L049CC06

5L050CC06

(57)【要約】

【課題】簡易的で迅速に、かつ高精度な推定を可能とする推定装置及び推定プログラムを提供する。また、エネルギー貯蔵装置を提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、推定装置は、検討対象地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第１の発電時系列データと、前記検討対象地域の電力需要時系列データである第１の電力需要時系列データとを入力として受け付ける入力部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の発電時系列データと前記第１の電力需要時系列データとに基づいて、第１の残余電力を算出する残余電力算出部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の残余電力の特徴量である第１の特徴量を抽出する特徴量抽出部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の特徴量に基づいて、エネルギー貯蔵装置における構成機器容量又は導入コストの推定値を算出する推定値算出部を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検討対象地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第１の発電時系列データと、前記検討対象地域の電力需要時系列データである第１の電力需要時系列データとを入力として受け付ける入力部と、
前記第１の発電時系列データと前記第１の電力需要時系列データとに基づいて、第１の残余電力を算出する残余電力算出部と、
前記第１の残余電力の特徴量である第１の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記第１の特徴量に基づいて、エネルギー貯蔵装置における構成機器容量又は導入コストの推定値を算出する推定値算出部と、
を備える推定装置。

【請求項2】

前記推定値算出部は、前記第１の特徴量に基づいて、前記エネルギー貯蔵装置における構成機器容量及び導入コストの推定値を算出する、請求項１に記載の推定装置。

【請求項3】

前記エネルギー貯蔵装置における構成機器の容量推定式を算出する容量推定式算出部をさらに備え、
前記入力部は、検討済み地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第２の発電時系列データと、前記検討済み地域の電力需要時系列データである第２の電力需要時系列データと、前記検討済みのエネルギー貯蔵装置の構成機器容量とを入力としてさらに受け付け、
前記残余電力算出部は、前記第２の発電時系列データと前記第２の電力需要時系列データとに基づいて、第２の残余電力をさらに算出し、
前記特徴量抽出部は、前記第２の残余電力の特徴量である第２の特徴量をさらに抽出し、
前記容量推定式算出部は、前記構成機器容量と、前記第２の特徴量に基づいて、前記容量推定式を算出し、
前記推定値算出部は、前記容量推定式に基づいて、前記構成機器容量の推定値を算出する、
請求項１に記載の推定装置。

【請求項4】

前記エネルギー貯蔵装置における構成機器の導入コスト推定式を算出するコスト推定式算出部をさらに備え、
前記入力部は、検討済み地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第２の発電時系列データと、前記検討済み地域の電力需要時系列データである第２の電力需要時系列データと、前記検討済みのエネルギー貯蔵装置の導入コストデータとを入力としてさらに受け付け、
前記残余電力算出部は、前記第２の発電時系列データと前記第２の電力需要時系列データとに基づいて、第２の残余電力をさらに算出し、
前記特徴量抽出部は、前記第２の残余電力の特徴量である第２の特徴量をさらに抽出し、
前記コスト推定式算出部は、前記導入コストデータと、前記第２の特徴量とに基づいて、前記導入コスト推定式を算出し、
前記推定値算出部は、前記導入コスト推定式に基づいて、前記導入コストの推定値を算出する、
請求項１に記載の推定装置。

【請求項5】

前記エネルギー貯蔵装置における構成機器の容量推定式を算出する容量推定式算出部と、
前記エネルギー貯蔵装置における構成機器の導入コスト推定式を算出するコスト推定式算出部とをさらに備え、
前記入力部は、検討済み地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第２の発電時系列データと、前記検討済み地域の電力需要時系列データである第２の電力需要時系列データと、前記検討済みのエネルギー貯蔵装置の構成機器容量と、前記検討済みのエネルギー貯蔵装置の導入コストデータとを入力としてさらに受け付け、
前記残余電力算出部は、前記第２の発電時系列データと前記第２の電力需要時系列データとに基づいて、第２の残余電力をさらに算出し、
前記特徴量抽出部は、前記第２の残余電力の特徴量である第２の特徴量をさらに抽出し、
前記容量推定式算出部は、前記構成機器容量と、前記第２の特徴量に基づいて、前記容量推定式を算出し、
前記コスト推定式算出部は、前記導入コストデータと、前記第２の特徴量とに基づいて、前記導入コスト推定式を算出し、
前記推定値算出部は、前記容量推定式に基づいて、前記構成機器容量の推定値を算出し、前記導入コスト推定式に基づいて、前記導入コストの推定値を算出する、
請求項１に記載の推定装置。

【請求項6】

前記構成機器容量又は導入コストの推定値を出力する出力部をさらに備える、請求項１に記載の推定装置。

【請求項7】

工事に関する費用を積算する積算部をさらに備え、
前記積算部は、工事単価データと、前記構成機器容量の推定値とに基づいて、工事に関する費用を積算する、請求項１に記載の推定装置。

【請求項8】

前記積算部は、保守運用労務単価データと、前記構成機器容量の推定値とに基づいて、保守運用に関する費用をさらに積算する、請求項７に記載の推定装置。

【請求項9】

前記積算部は、前記工事に関する費用と、前記保守運用に関する費用と、前記第１の電力需要時系列データとに基づいて、電力価格を算出する、請求項８に記載の推定装置。

【請求項10】

前記工事に関する費用の値を出力する出力部をさらに備える、請求項７に記載の推定装置。

【請求項11】

余剰電力に基づいて水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記余剰電力に基づいて充電する蓄電池とを備えるエネルギー貯蔵装置であって、
検討対象地域の月別平均残余電力の年間推移変動幅をｘ₁、最小残余電力をｘ₂、年間残余電力量をｘ₃としたとき、
前記水素貯蔵装置の容量ｙ_１は、
y₁=280x₁-32x₂+0.02x₃+1500以下、y₁=250x₁-28x₂+0.04x₃以上であり、
前記蓄電池の容量ｙ_２は、
y₂=7x₁-4.5x₂+0.003x₃+1500以下、y₂=5x₁-3.8x₂+0.004x₃+500以上である、
エネルギー貯蔵装置。

【請求項12】

入力部が、検討対象地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第１の発電時系列データと、前記検討対象地域の電力需要時系列データである第１の電力需要時系列データとを入力として受け付け、
残余電力算出部が、前記第１の発電時系列データと前記第１の電力需要時系列データとに基づいて、第１の残余電力を算出し、
特徴量抽出部が、前記第１の残余電力の特徴量である第１の特徴量を抽出し、
推定値算出部が、前記第１の特徴量に基づいて、エネルギー貯蔵装置における構成機器容量又は導入コストの推定値を算出する、
ことを含む推定方法をコンピュータに実行させる推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、推定装置、エネルギー貯蔵装置及び推定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、再生可能エネルギーの導入拡大により、変動電力を平滑化して電力の安定供給を可能とするエネルギー貯蔵装置の開発が進められている。

【0003】

また、従来、このようなエネルギー貯蔵装置の構成機器容量及び導入コストは、運転シミュレーションにより算出されてきた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特願２０１７－３８７４１号公報

【特許文献2】特願２０１７－１０３１８６号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】平成３１年電気学会全国大会予稿集 講演番号７－０６１

【非特許文献2】令和３年電気学会全国大会予稿集 講演番号７－０３５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した運転シミュレーションによる構成機容量及び導入コストの算出は、一度のシミュレーションに膨大なデータ量が必要となり、長時間を要してしまう。

【0007】

一方、簡易的に構成機器容量及び導入コストを求めるために、すでに導入したエネルギー貯蔵装置と導入予定のエネルギー貯蔵装置とのスケール比により、概算値を算出する方法がある。この方法によって算出した概算値は、運転シミュレーションによって算出した真値と比較して、大きな差分が発生してしまう。

【0008】

そこで、本発明の実施形態は、簡易的で迅速に、かつ高精度な推定を可能とする推定装置及び推定プログラムを提供する。また、本発明の実施形態は、低コストで高効率なエネルギー貯蔵装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一つの実施形態によれば、推定装置は、検討対象地域の再生可能エネルギー発電装置に関する発電時系列データである第１の発電時系列データと、前記検討対象地域の電力需要時系列データである第１の電力需要時系列データとを入力として受け付ける入力部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の発電時系列データと前記第１の電力需要時系列データとに基づいて、第１の残余電力を算出する残余電力算出部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の残余電力の特徴量である第１の特徴量を抽出する特徴量抽出部を備える。さらに前記推定装置は、前記第１の特徴量に基づいて、エネルギー貯蔵装置における構成機器容量又は導入コストの推定値を算出する推定値算出部を備える。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態における推定対象のエネルギー貯蔵装置のブロック図である。

【図2】第１実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【図3】第１実施形態における出力データの例である。

【図4】第１実施形態における推定装置の動作結果の例である。

【図5】第１実施形態における推定装置のフローチャート（Ｓ１～Ｓ６）である。

【図6】第１実施形態における推定装置のフローチャート（Ｓ７～Ｓ１２）である。

【図7】第２実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【図8】第３実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【図9】第４実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【図10】第４実施形態における推定装置のフローチャート（Ｓ７～Ｓ１１）である。

【図11】第４実施形態における推定装置のフローチャート（Ｓ２１～Ｓ２３）である。

【図12】第５実施形態のエネルギー貯蔵装置における水素貯蔵装置の容量推定式と特徴量との関係図の例である。

【図13】第５実施形態のエネルギー貯蔵装置における蓄電池の容量推定式と特徴量との関係図の例である。

【図14】第６実施形態における推定装置のハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0012】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における推定対象のエネルギー貯蔵装置のブロック図である。

【0013】

本実施形態におけるエネルギー貯蔵装置２０は、装置を構成する機器として、蓄電池２１、燃料電池装置２２、水素製造装置２３、水素貯蔵装置２４及び制御装置２５を備える。以下、エネルギー貯蔵装置２０を構成する機器のことを構成機器と呼ぶ。エネルギー貯蔵装置２０は、再生可能エネルギー発電装置１００が発電した供給電力と電力需要家２００の需要電力の差分、つまり、余剰電力の値又は不足電力の値に基づいて、水素を製造し又は水素を用いた発電を行う装置である。再生可能エネルギー発電装置１００は、例えば、太陽光発電装置や風力発電装置といった、任意の再生可能エネルギー発電装置１００である。以下では、太陽光発電装置の例を挙げて説明する。

【0014】

電力系統２０４において、余剰電力が発生した場合、エネルギー貯蔵装置２０は、制御装置２５の制御に基づいて余剰電力により蓄電池２１を充電する。蓄電池２１が満充電状態に近づき充電できない場合、水素製造装置２３は、制御装置２５の制御に基づいて水素を製造し、水素貯蔵装置２４に貯蔵する。また、電力系統２０４において、不足電力が発生した場合、エネルギー貯蔵装置２０は、制御装置２５の制御に基づいて蓄電池２１を放電し不足電力を補う。蓄電池２１が空状態に近づき放電できない場合、燃料電池装置２２は、制御装置２５の制御に基づいて水素貯蔵装置２４に貯蔵された水素を用いて発電を行う。

【0015】

図２は、第１実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【0016】

本実施形態における推定装置１は、残余電力の特徴量に基づいて、エネルギー貯蔵装置における構成機器の容量である構成機器容量及びエネルギー貯蔵装置２０の導入に必要なコストである導入コストを算出する。

【0017】

推定装置１は、入力部２、残余電力算出部３、特徴量抽出部４、推定式算出部５、推定値算出部６、出力部７及び記憶部８を備える。

【0018】

入力部２は、第１の発電時系列データ入力部３１、第１の電力需要時系列データ入力部３２、第２の発電時系列データ入力部３３、第２の電力需要時系列データ入力部３４、構成機器容量データ入力部３５及び導入コストデータ入力部３６を備える。また、残余電力算出部３は、第１の残余電力算出部３７及び第２の残余電力算出部３８を備える。また、特徴量抽出部４は、第１の特徴量抽出部３９と及び第２の特徴量抽出部４０を備える。また、推定式算出部５は、容量推定式算出部４１及びコスト推定式算出部４２を備える。また、推定値算出部６は、構成機器容量推定部４３及び導入コスト推定部４４を備える。また、推定装置１には、入力装置９と出力装置１０とが接続される。

【0019】

推定装置１は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）に推定装置１用プログラムをインストールすることで実現することができる。上記のＰＣ内のＣＰＵ（Central Processing Unit）が推定装置１のプログラムを実行することにより、推定装置１のための入力部２、残余電力算出部３、特徴量抽出部４、推定式算出部５、推定値算出部６、出力部７及び記憶部８の機能が実現される。以下、これらの機能ブロックについて説明する。

【0020】

入力部２は、ユーザから、例えばマウスやキーボードといった入力装置９を通じて、第１の発電時系列データと、第１の電力需要時系列データとを入力として受け付ける。また、入力部２は、第２の発電時系列データと、第２の電力需要時系列データとを入力として受け付ける。また、入力部２は、検討済みのエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量データと導入コストデータとを入力として受け付ける。これらのデータは、上述した各機能ブロック３１～３６で入力が受け付けられる。例えば、ユーザは、テキストボックス等に値を入力することで実現できる。以下、これらの入力データについて説明する。

【0021】

入力部２は、検討対象地域の再生可能エネルギー発電装置１００に関する発電時系列データである第１の発電時系列データと、検討対象地域の電力需要時系列データである第１の電力需要時系列データとを入力として受け付ける。検討対象地域とは、再生可能エネルギー発電装置１００の導入を検討している地域を指す。ここで、検討対象地域は、この再生可能エネルギー発電装置１００によって発電される電力が消費される地域を含む。第１の発電時系列データは、平均日照時間に基づいた太陽光発電装置の予想の発電時系列データ（ｋＷ）を用いることが考えられる。第１の電力需要時系列データは、例えば、検討対象地域における予想の電力需要時系列データ（ｋＷ）を用いることが考えられる。これらの時系列データは、例えば、Ｙ軸を電力（ｋＷ）とし、Ｘ軸を時刻（日時分）として、各時刻の電力を表す折れ線グラフとして表される。

【0022】

また、入力部２は、検討済み地域の再生可能エネルギー発電装置１００に関する発電時系列データである第２の発電時系列データと、検討済み地域における電力需要時系列データである第２の電力需要時系列データとを入力として受け付ける。検討済み地域とは、再生可能エネルギー発電装置１００をすでに導入し、又は導入の検討を行った地域を指す。ここで、検討済み地域は、この再生可能エネルギー発電装置１００によって発電される電力が消費される地域を含む。第２の発電時系列データは、例えば、過去に太陽光発電装置を導入した、又は導入の検討を行った別の地点における発電電力の時系列データを用いることが考えられる。第２の発電時系列データは、日射量等の立地条件について、検討対象地域と近い条件の再生可能エネルギー発電装置１００に関する発電時系列データであると望ましい。第２の電力需要時系列データは、例えば、検討済み地域における需要電力の時系列データを用いることが考えられる。また、これらのデータは、運転シミュレーションによって検討を行ったデータを用いてもよい。また、これらのデータは、１つの地点についてのデータだけではなく、複数の地点におけるデータを用いることが望ましい。

【0023】

また、入力部２は、検討済みのエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量データの入力を受け付ける。検討済みのエネルギー貯蔵装置２０とは、すでに他の地点で導入し、又は導入の検討を行ったエネルギー貯蔵装置２０のことを指す。検討済みのエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量データは、例えば、図１に示すような蓄電池２１、燃料電池装置２２、水素製造装置２３、水素貯蔵装置２４及び制御装置２５といったエネルギー貯蔵装置２０を構成する構成機器の容量のデータを指す。この例では、蓄電池２１の容量は、例えば、ｋＷｈといった単位で表される蓄電容量を指し、水素貯蔵装置２４の容量は、例えば、Ｎｍ３で表される貯蔵容量を指す。容量の単位は、この例に限定されず、各構成機器の性能を表すために必要な単位を入力することとしてよい。

【0024】

また、入力部２は、ユーザから、入力装置９を通じて、検討済みのエネルギー貯蔵装置２０における導入コストデータの入力を受け付ける。導入コストデータは、例えば、検討済みのエネルギー貯蔵装置２０全体の導入に要する費用（円）の他、各構成機器の導入に要する個別の費用（円）を用いることが考えられる。

【0025】

入力部２が入力を受け付けるデータは、マウスやキーボードといったユーザの手入力の他、例えば、ＣＳＶ（Comma Separated Value）ファイル等の設定ファイルを取り込んで、入力として受け付けることが考えられる。

【0026】

残余電力算出部３は、第１の残余電力算出部３７及び第２の残余電力算出部３８を備える。第１の残余電力算出部３７は、第１の発電時系列データと第１の電力需要時系列データとの差分を計算し、検討対象地域における残余電力である第１の残余電力（ｋＷ）の時系列データを算出する。同様に、第２の残余電力算出部３８は、第２の発電時系列データと第２の電力需要時系列データとの差分を計算し、過去に太陽光発電装置を導入し、又は導入を検討した別の地点における残余電力である第２の残余電力（ｋＷ）の時系列データを算出する。残余電力とは、電力需要と再生可能エネルギー発電電力の差分を指す。例えば、電力需要が４０ｋＷであり、その時間における再生可能エネルギー発電電力が２０ｋＷである場合、残余電力は、２０ｋＷとなる。例えば、電力需要が２０ｋＷであり、再生可能エネルギー発電電力が４０ｋＷである場合、残余電力は、－２０ｋＷとなる。

【0027】

特徴量抽出部４は、第１の特徴量抽出部３９及び第２の特徴量抽出部４０を備える。特徴量抽出部４は、第１の残余電力及び第２の残余電力に基づいて、それぞれの残余電力に関する特徴量である第１の特徴量及び第２の特徴量を抽出する。また、第１の特徴量及び第２の特徴量は、それぞれ、第１の特徴量抽出部３９及び第２の特徴量抽出部４０により抽出される。特徴量は、例えば、最大残余電力や最小残余電力、年間残余電力量推移の変動幅などの残余電力に関する特徴量といったスカラー量でもよい。また、特徴量は、再生可能エネルギー発電装置１００における最大発電量や最大電力需要量等の発電量又は電力需要量に関するスカラー量でもよい。また、特徴量は、スカラー量の他、ベクトル量であってもよい。

【0028】

以下では、月別平均残余電力の年間推移変動幅、最小残余電力及び年間残余電力量を第１の特徴量及び第２の特徴量として抽出する例を説明する。ここで、月別平均残余電力の年間推移変動幅とは、各月の平均残余電力を求め、年間推移を示したときの最大値と最小値の幅のことを指す。この例の他、特徴量は、例えば、日別平均残余電力の年間推移変動幅、日別平均残余電力の日間推移変動幅、最大残余電力及び最大電力需要を用いることが考えられる。

【0029】

推定式算出部５は、第２の特徴量抽出部４０で得られた第２の特徴量に基づいて、容量推定式及び導入コスト推定式を算出する。推定式は、例えば、第２の特徴量を説明変数として、機械学習を用いた回帰分析により算出することが考えられる。推定式算出部５は、不要な変数を減らすことができるラッソ回帰と、各変数の重みを調整して過学習を回避するリッジ回帰を行い、第２の特徴量抽出部４０が抽出した各特徴量に対する係数を決定し、推定式を算出することが考えられる。算出された推定式は、第２の特徴量抽出部４０で得られた第２の特徴量を変数とする関数となる。推定式算出部５が推定式を算出する方法は、回帰分析等の数値分析方法でもよいし、その他の方法を用いてもよい。

【0030】

容量推定式算出部４１は、エネルギー貯蔵装置２０の各構成機器における容量の推定式を算出する。容量推定式算出部４１は、入力部２が入力を受け付けた検討済みのエネルギー貯蔵装置２０の構成機器容量と、第２の特徴量抽出部４０から得られた第２の特徴量より、構成機器容量の推定に用いる推定式を算出する。以下では、水素貯蔵装置容量ｙ_１の推定式（１）と、蓄電池容量ｙ_２の推定式（２）の例を示す。ここで、ｘ_１は、月別平均残余電力の年間推移変動幅を指し、ｘ_２は、最小残余電力を指し、ｘ_３は、年間残余電力量を指す。この例では、これらの特徴量を説明変数として、機械学習を用いた回帰分析により、推定式を算出した。このように、推定式は、各構成機器について算出される。
y₁=265.68x₁-29.786x₂+0.03x₃+826.06 （１）
y₂=6.0965x₁-4.1512x₂+0.0033x₃+852.08 （２）

【0031】

コスト推定式算出部４２は、エネルギー貯蔵装置２０における導入コスト推定式を算出する。コスト推定式算出部４２は、入力部２が入力を受け付けた導入コストデータと、第２の特徴量抽出部４０から得られた第２の特徴量より、導入コストｙ_３の推定式を算出する。以下では、導入コストの推定式（３）の例を示す。この例では、ｘ_１～ｘ_３の特徴量を説明変数として、機械学習を用いた回帰分析により、推定式を算出した。
y₃=0.0429x₁-0.0046x₂+5.2766×10^-6x₃+2.8543 （３）

【0032】

記憶部８は、例えば、推定装置１のＨＤＤ（Hard Disc Drive）といった補助記憶装置上に構築される。記憶部８は、推定式算出部５により算出された各推定式を格納する推定式データベース（不図示）を備える。本実施形態では、（１）～（３）を推定式データベースに格納する。推定装置１は、これらの推定式を記憶部８に格納しておくことにより、算出した推定式を別の検討対象地域における推定の際に活用することができる。また、推定装置１は、各推定値の算出にあたり、事前に推定式を算出し、記憶部８に格納してもよい。

【0033】

推定値算出部６は、推定式算出部５により算出された各推定式に基づいて、エネルギー貯蔵装置２０における各構成機器の容量及びエネルギー貯蔵装置２０における導入コストの推定値を算出する。推定値算出部６は、各推定式について、記憶部８から読み出してもよく、推定式算出部５から入力を受け付けてもよい。

【0034】

具体的には、水素貯蔵装置容量ｙ_１を算出する場合、構成機器容量推定部４３は、第１の特徴量抽出部３９により抽出した第１の特徴量（ｘ_１～ｘ_３）を式（１）に代入することで算出することができる。また、蓄電池容量ｙ２を算出する場合、同様に、構成機器容量推定部４３は、第１の特徴量（ｘ_１～ｘ_３）を式（２）に代入することで算出することができる。

【0035】

また、導入コストｙ_３を算出する場合、導入コスト推定部４４は、同様に第１の特徴量（ｘ_１～ｘ_３）を式（３）に代入することで算出することができる。

【0036】

出力部７は、推定値算出部６により算出された各推定値について、出力装置１０に出力するためのデータを作成する。出力部７は、出力データについて、例えば、表形式で表し、ブラウザ上でユーザが確認できるよう作成してもよい。

【0037】

上記では、入力部２、残余電力算出部３、特徴量抽出部４、推定式算出部５及び推定値算出部６について、機能ブロックの各構成要素を説明したが、各構成要素は、例えば、推定式導出部１２及び推定値演算部１３といった２つの機能ブロックとして分類されてもよい。具体的には、第２の発電時系列データ入力部３３、第２の電力需要時系列データ入力部３４、構成機器容量データ入力部３５、導入コストデータ入力部３６、第２の残余電力算出部３８、第２の特徴量抽出部４０、容量推定式算出部４１及びコスト推定式算出部４２は、推定式導出部１２の構成要素として実装されてもよい。第１の発電時系列データ入力部３１、第１の電力需要時系列データ入力部３２、第１の残余電力算出部３７、第１の特徴量抽出部３９、構成機器容量推定部４３及び導入コスト推定部４４は、推定値演算部１３の構成要素として実装されてもよい。

【0038】

図３は、第１実施形態における出力データの例である。

【0039】

図３は、各構成機器容量及び導入コストの推定値の例を示している。構成機器は、蓄電池２１及び水素貯蔵装置２４についての容量の例を示しており、その他の構成要素は省略している。また、この例では、従来のスケール比によって算出した概算値と本実施形態における推定装置１によって算出した推定値とを比較する表を示している。

【0040】

図４は、第１実施形態における推定装置の動作結果の例である。

【0041】

推定装置１によって、６５地点の検討済みの再生可能エネルギー発電装置１００に関する第２の発電時系列データと、それら地域における第２の電力需要時系列データとを用いて、推定式を算出した。その後、推定装置１によって、図１に示す構成のエネルギー貯蔵装置２０に対して、推定装置１による推定値を算出したところ、図４に示す結果を得た。図４に示す通り、本実施形態の推定装置１によれば、従来のスケール比による算出方法に比べて、真値に対する相対誤差が低くなっていることが分かる。

【0042】

図５、６は、第１実施形態における推定装置のフローチャートである。

【0043】

まず、図５のフローについて説明する。ステップＳ１では、入力部２は、ユーザから第２の発電時系列データ及び第２の電力需要時系列データの入力を受け付ける。ステップＳ２では、入力部２は、ユーザから検討済みのエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量データ及び導入コストデータを入力として受け付ける。ステップＳ１及びＳ２で入力を受け付けるデータは、ユーザによる手入力の他、例えばＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）といった監視制御システムや、設備台帳システムといった外部のシステムから自動で収集してもよい。また、これらのデータは、例えばＣＳＶ（Comma Separated Value）ファイル等の設定ファイルを取り込んで、入力として受け付けてもよい。

【0044】

ステップＳ３では、第２の残余電力算出部３８は、第２の発電時系列データと第２の電力需要時系列データとに基づいて、第２の残余電力の時系列データを算出する。ステップＳ４では、第２の特徴量抽出部４０は、第２の特徴量を抽出する。

【0045】

ステップＳ５では、容量推定式算出部４１は、入力部２が入力を受け付けた各構成機器容量データと、第２の特徴量より、各構成機器容量の推定式を算出する。ステップＳ６では、コスト推定式算出部４２は、入力部２が入力を受け付けた導入コストデータと、第２の特徴量より、導入コストの推定式を算出する。

【0046】

次に、図６のフローについて説明する。図６のフローは、図５のフローの続きとなっており、図５のフローチャート及び図６のフローチャートは、結合子で連続している。

【0047】

ステップＳ７では、入力部２は、第１の発電時系列データ及び第１の電力需要時系列データの入力を受け付ける。ステップＳ８では、第１の残余電力算出部３７は、第１の発電時系列データと第１の電力需要時系列データとに基づいて、第１の残余電力の時系列データを算出する。

【0048】

ステップＳ９では、第１の特徴量抽出部３９は、第１の特徴量を抽出する。ステップＳ１０では、構成機器容量推定部４３は、容量推定式算出部４１が算出した推定式に、第１の特徴量を代入し、各構成機器の容量の推定値を算出する。

【0049】

ステップＳ１１では、導入コスト推定部４４は、コスト推定式算出部４２が算出したエネルギー貯蔵装置２０の導入コストの推定式に、第１の特徴量を代入し、エネルギー貯蔵装置２０の導入コストの推定値を算出する。ステップＳ１２では、出力部７は、各推定値を出力装置１０に出力するためのデータを作成し、出力装置１０に表示する。

【0050】

本実施形態によれば、第１の残余電力に基づいて、エネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量及び導入コストの推定値について、簡易的で迅速に、かつ高精度に推定することができる。

【0051】

また、推定装置１は、各推定式をあらかじめ算出し、記憶部８に格納しておいてもよい。推定装置１は、検討対象地域における第１の発電時系列データ等の入力を受け付けた後、記憶部８から各推定式を読み出すことにより、さらに迅速に推定値を算出することができる。また、１度算出した推定式は、２箇所目以降の検討対象地域において活用することで、迅速に推定値を算出することができる。これにより、従来の運転シミュレーションを通じてエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器の容量や導入コストの推定値を算出する方法よりも、推定装置１は、簡易的でかつ迅速に各推定値を算出することができる。

【0052】

また、推定装置１は、スケール比によりエネルギー貯蔵装置２０における各構成機器容量や導入コストの推定値を算出するよりも、高精度に算出することができる。

【0053】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【0054】

本実施形態における推定装置１は、図１の推定装置１と比較して、コスト推定式算出部４２及び導入コスト推定部４４を含まない構成となっている。

【0055】

本実施形態によれば、推定装置１は、算出する推定値を各構成機器の容量のみに絞ることができ、より迅速に、かつ高精度に推定値を得ることができる。

【0056】

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【0057】

本実施形態における推定装置１は、図１の推定装置１と比較して、容量推定式算出部４１及び構成機器容量推定部４３を含まない構成となっている。

【0058】

本実施形態によれば、推定装置１は、算出する推定値を導入コストのみに絞ることができ、より迅速に、かつ高精度に推定値を得ることができる。

【0059】

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態における推定装置のシステムブロック図である。

【0060】

本実施形態における推定装置１は、図１の推定装置１と比較して、工事に関する費用を積算する積算部１１をさらに備える。

【0061】

また、本実施形態における記憶部８は、構成機器の単位容量あたりの機器価格や構成機器の単位容量あたりの設置工事価格といった工事単価データを格納する工事費用データベース（不図示）を備える。これら単価データは、上述したデータに限定されず、ユーザが作成した単価データ、市場価格の調査会社が作成する単価データ又は官公庁が発行する労務単価データ等、工事に関する費用を積算する種々の単価データを用いることができる。

【0062】

本実施形態では、工事に関する費用の積算にあたり、構成機器の機器費用と、構成機器の設置工事費用とを算出する例を説明する。

【0063】

積算部１１は、記憶部８から工事単価データを読み出す。積算部１１は、構成機器容量推定部４３から得られた構成機器容量の推定値と、構成機器の単位容量あたりの機器価格とを乗算することにより、構成機器の機器費用を算出することができる。また、積算部１１は、構成機器容量の推定値と、構成機器の単位容量あたりの設置工事価格とを乗算することにより、構成機器の設置工事費用を算出することができる。それぞれの費用の総和をとる（積算する）と、エネルギー貯蔵装置２０における工事に関する費用の全体費用が算出できる。

【0064】

また、積算部１１は、工事に関する費用の全体費用を算出するにあたり、共通仮設費や一般管理費といった、所定の計算方法に基づく費用を算出する機能を有していてもよい。

【0065】

また、積算部１１は、保守運用に関する費用を積算してもよい。例えば、工事費用データベースは、保守運用労務単価データとして、あらかじめ、構成機器の単位容量あたりの保守運用費用を格納する。積算部１１は、構成機器容量の推定値と、構成機器の単位容量あたりの保守運用費用とを乗算することにより、構成機器の保守運用費用を算出することができる。工事に関する費用に加えて、保守運用費用をさらに積算することで全体費用を算出してもよい。

【0066】

また、積算部１１は、構成機器の設置条件を提示してもよい。例えば、工事費用データベースは、あらかじめ、構成機器の単位容量あたりの設置面積を格納する。積算部１１は、構成機器容量推定部４３から得られた構成機器容量の推定値と、構成機器の単位容量あたりの設置面積とを乗算することにより、構成機器の設置面積を算出することができる。

【0067】

また、積算部１１は、電力価格を算出してもよい。例えば、入力部２に入力された第１の電力需要時系列データを用いることで、単位電力あたりの電力価格を算出することができる。積算部１１は、第１の電力需要時系列データのグラフがＸ軸及びＹ軸となす面積を求めることで、ある期間の電力需要量を算出し、さらに、全体費用からこの電力需要量を除算することで単位電力量あたりの電力価格を算出することができる。

【0068】

出力部７は、積算部１１により算出された、工事に関する費用の値を出力装置１０に出力する。出力部７はこれらのデータについて、例えば、各項目の積算データとして出力装置１０に出力することが考えられる。

【0069】

図１０及び１１は、第４実施形態における推定装置のフローチャートである。

【0070】

ステップＳ１～Ｓ６までのフローは、図５と同様であり、図１０のステップＳ７～Ｓ１１までのフローは、図６のステップＳ７～Ｓ１１と同様であるため、説明を省略する。また、図１１のフローは、図１０のフローの続きとなっており、図１１のフローチャート及び図１０のフローチャートは、結合子で連続している。

【0071】

図１１のステップＳ２１では、積算部１１は、記憶部８から、工事単価データを読み出す。ステップＳ２２では、積算部１１は、ステップＳ１０で得られた推定値と、工事単価データを乗算することにより、構成機器の機器費用及び設置工事費用を算出する。

【0072】

ステップＳ２３では、出力部７は、構成機器の機器費用及び設置工事費用を出力装置１０に出力する。

【0073】

本実施形態によれば、推定装置１は、構成機器容量の推定値等に基づいて、構成機器の機器費用、設置工事費用及び保守運用費用を算出することができる。

【0074】

また、本実施形態によれば、構成機器容量の推定値等に基づいて、構成機器の設置条件を算出することができる。

【0075】

また、本実施形態によれば、構成機器容量の推定値等に基づいて、単位電力あたりの電力価格を算出することができる。

【0076】

また、本実施形態によれば、推定装置１は、長時間の運転シミュレーションを必要とせず、高精度な推定値を用いて設置工事費用等を算出するため、迅速で高精度な推定が可能となる。また、装置導入前の検討時間とコストを削減することもできる。

【0077】

（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態のエネルギー貯蔵装置における水素貯蔵装置の容量推定式と特徴量との関係図の例である。

【0078】

第１実施形態と同様に、本実施形態における推定式は、第１の特徴量として、月別平均残余電力の年間推移変動幅ｘ_１と、最小残余電力ｘ_２と、年間残余電力量ｘ_３とを用いている。図１２は、水素貯蔵装置２４の容量推定式と特徴量ｘ_１との関係図を示している。図１の構成を備えるエネルギー貯蔵装置２０について、水素貯蔵装置２４の容量の推定値は、式（４）と（５）との間で囲まれる範囲で表される。式（４）は、水素貯蔵装置２４の容量における推定値の上限ｙ_４を表し、式（５）は、下限ｙ_５を表す。つまり、式（４）と式（５）との間の範囲で表される容量帯により、低コストで高効率なエネルギー貯蔵装置２０を構成する水素貯蔵装置２４の容量が実現される。本実施形態では、容量推定式算出部４１は、これらの特徴量を説明変数として、機械学習を用いた回帰分析により、推定式を算出した。以下に、式（４）及び（５）を示す。
y₄=280x₁-32x₂+0.02x₃+1500 （４）
y₅=250x₁-28x₂+0.04x₃ （５）

【0079】

また、比較例として、第１実施形態で容量推定式算出部４１が算出した水素貯蔵装置２４の容量推定式を示す。また、比較例として、種々の容量推定式により、構成機器容量推定部４３が算出した水素貯蔵装置２４の容量推定値を黒丸で示す。なお、最小残余電力ｘ_２及び年間残余電力量ｘ_３と、水素貯蔵装置２４の容量推定式との関係図は省略する。

【0080】

図１３は、第５実施形態のエネルギー貯蔵装置における蓄電池の容量推定式と特徴量との関係図の例である。

【0081】

第１実施形態と同様に、本実施形態における推定式は、第１の特徴量として、月別平均残余電力の年間推移変動幅ｘ_１と、最小残余電力ｘ_２と、年間残余電力量ｘ_３とを用いている。図１３は、蓄電池２１の容量推定式と特徴量ｘ_１との関係図を示している。図１の構成を備えるエネルギー貯蔵装置２０について、蓄電池２１の容量の推定値は、式（６）と（７）との間で囲まれる範囲で表される。式（６）は、蓄電池２１の容量における推定値の上限ｙ_６を表し、式（７）は、加減ｙ_７を表す。つまり、式（６）と式（７）との間の範囲で表される容量帯により、低コストで高効率なエネルギー貯蔵装置２０を構成する蓄電池２１の容量が実現される。本実施形態では、容量推定式算出部４１は、これらの特徴量を説明変数として、機械学習を用いた回帰分析により、推定式を算出した。以下に、式（６）及び（７）を示す。
y₆=7x₁-4.5x₂+0.003x₃+1500 （６）
y₇=5x₁-3.8x₂+0.004x₃+500 （７）

【0082】

また、比較例として、第１実施形態で容量推定式算出部４１が算出した蓄電池２１の容量推定式を示す。また、比較例として、種々の容量推定式により、構成機器容量推定部４３が算出した蓄電池２１の容量推定値を黒丸で示す。なお、最小残余電力ｘ_２及び年間残余電力量ｘ_３と、蓄電池２１との容量推定式との関係図は省略する。

【0083】

本実施形態によれば、ユーザは、式（５）及び（６）より表される容量帯を有する水素貯蔵装置２４と、式（６）及び（７）より表される容量帯を有する蓄電池２１を組み合わせてエネルギー貯蔵装置２０として導入することで、低コストで高効率なエネルギー貯蔵装置２０の容量を表すことができる。また、ユーザは、損失を最小にすることでエネルギーを高効率に運用できるエネルギー貯蔵装置２０を構築することができる。

【0084】

（第６実施形態）
図１４は、第６実施形態における推定装置のハードウェア構成図である。

【0085】

図１４の推定装置１は、ＣＰＵ等のプロセッサ５２と、ＲＡＭ等の主記憶装置５３と、ＨＤＤ等の補助記憶装置５４と、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等のネットワークインタフェース５５と、メモリスロットやメモリポート等のデバイスインタフェース５６と、これらの機器を互いに接続するバス５７とを備えている。推定装置１は例えば、ＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータであり、キーボードやマウス等の入力装置９や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタ等の出力装置１０を備えている。

【0086】

本実施形態においては、第１～第５実施形態のうち、いずれかにおける推定装置１の情報処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが、補助記憶装置５４内にインストールされている。推定装置１は、このプログラムを主記憶装置５３に展開して、プロセッサ５２により実行する。これにより、図３、７又は１０に示す各ブロックの機能を推定装置１内で実現し、第１～第５実施形態で説明した容量の推定等が可能となる。なお、この情報処理により生成されたデータは、主記憶装置５３に一時的に保持されるか、補助記憶装置５４内に格納され保存される。

【0087】

このプログラムは例えば、このプログラムを記録した外部装置５８をデバイスインタフェース５６に装着し、このプログラムを外部装置５８から補助記憶装置５４に格納することでインストール可能である。外部装置５８の例は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や、このような記録媒体を内蔵する記録装置である。記録媒体の例はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Compact Disk Recordable）、フレキシブルディスク、ＤＶＤ－ＲＯＭ(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、ＤＶＤ－Ｒ (Digital Versatile Disk Recordable)であり、記録装置の例はＨＤＤである。また、このプログラムは例えば、このプログラムをネットワークインタフェース５５を介してダウンロードすることでインストール可能である。

【0088】

本実施形態によれば、第１～第５実施形態のうち、いずれかにおける推定装置１の機能をソフトウェアにより実現することが可能となる。

【0089】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な推定装置１は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した推定装置１の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲及びこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0090】

１：推定装置、２：入力部、３：残余電力算出部、４：特徴量抽出部、
５：推定式算出部、６：推定値算出部、７：出力部、８：記憶部、
９：入力装置、１０：出力装置、１１：積算部、
１２：推定式導出部、１３：推定値演算部、
２０：エネルギー貯蔵装置、２１：蓄電池、２２：燃料電池装置、
２３：水素製造装置、２４：水素貯蔵装置、２５：制御装置、
３１：第１の発電時系列データ入力部、３２：第１の電力需要時系列データ入力部、
３３：第２の発電時系列データ入力部、３４：第２の電力需要時系列データ入力部、
３５：構成機器容量データ入力部、３６：導入コストデータ入力部、
３７：第１の残余電力算出部、３８：第２の残余電力算出部、
３９：第１の特徴量抽出部、４０：第２の特徴量抽出部、
４１：容量推定式算出部、４２：コスト推定式算出部、４３：構成機器容量推定部、
４４：導入コスト推定部、
５２：プロセッサ、５３：主記憶装置、５４：補助記憶装置、
５５：ネットワークインタフェース、５６：デバイスインタフェース、
５７：バス、５８：外部装置、
１００：再生可能エネルギー発電装置、２００：電力需要家、
２０４：電力系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】